Obtenció i caracterització d’extractes obtinguts de subproductes de la garrova (cerotonia síliqua L.) per a impressió de nous aliments en 3D

Abstract

[cat] En l’actualitat, el desaprofitament d'aliments per part de la indústria agroalimentària suposa un problema global el qual contribueix no només a la pèrdua de valuosos nutrients sinó també a l’augment d’emissions de gasos d'efecte d'hivernacle. En aquest context, l'objectiu d'aquest estudi fou caracteritzar la fibra alimentària procedent d’un subproducte agroalimentari com és la popa de garrova i avaluar el seu potencial ús en la impressió d'aliments 3D rics en fibra. Amb aquesta finalitat, es realitzà una extracció de la fibra present a la popa de la garrova, la qual representà gairebé un 45% d’aquest subproducte. S’analitzaren el contingut de cel·lulosa, hemicel·luloses i pectines, a més de la lignina. En conjunt, els polisacàrids representaren més d’un 25% de la popa de la garrova; la qual conté un 7,4% de cel·lulosa, un 10,2% d’hemicel·luloses i fins a un 13,9% de pectines. També es determinaren les propietats funcionals relacionades amb aquests composts, en particular les capacitat d'inflament, que presentà un valor de 5,9 mL/g fibra, de retenció d'aigua i d’adsorció de greixos, presentant valors de 4,0 i 6,5 g/g fibra, respectivament. Seguidament, s'estudiaren les propietats de tintes elaborades amb diferents proporcions (del 2 al 8%) de fibra procedent de la popa de garrova. La incorporació de fibra de garrova provocà canvis significatius en les propietats reològiques de les tintes, en particular pel que fa a la distribució d’aigua, on s’observà una perdua de cohesió entre les molecules d’aigua i els diferents polisacàrids afegits. Per altra banda, també s’observà una disminució de la viscositat a mesura que el percentatge de fibra afegit augmentà. A més a més, la impressibilitat es va veure beneficiada quan s’utilitzaren petites proporcions de fibra afegida (< 4%) mentre que per a percentatges més elevats (> 4%) empitjorà. També es va dur a terme un estudi de les diferents propietats texturals, en particular la duresa, la adhesivitat, la cohesivitat, i la gomositat. En tots els paràmetres s’observaren efectes importants provocats per l’addició de fibra de garrova, essent les tintes elaborades amb un 3-4% de fibra de garrova les que presentaren els valors més adients d'impressió. En resum, aquest estudi demostra el gran potencial de la fibra de garrova per ser utilitzada com a ingredient en la impressió de nous aliments rics en fibra alimentària, el qual pot contribuir de forma important a la reducció del desaprofitament d'aliments dintre del marc de l’economia circular.

[spa] En la actualidad, el desperdicio de alimentos por parte de la industria agroalimentaria supone un problema global que contribuye no solo a la pérdida de valiosos nutrientes, sino también al aumento de las emisiones de gases de efecto invernadero. En este contexto, el objetivo de este estudio fue caracterizar la fibra alimentaria procedente de un subproducto agroalimentario como es la pulpa de algarroba y evaluar su potencial uso en la impresión de alimentos 3D ricos en fibra. Con este fin, se realizó una extracción de la fibra presente en la pulpa de la algarroba, la cual representó casi un 45% de este subproducto. Se analizó el contenido de celulosa, hemicelulosas y pectinas, además de la lignina. En conjunto, los polisacáridos representaron más del 25% de la pulpa de la algarroba; la cual está formada por un 7,4% de celulosa, un 10,2% de hemicelulosas y hasta un 13,9% de pectinas. También se determinaron las propiedades funcionales relacionadas con estos compuestos, en particular la capacidad de hinchamiento, que presentó un valor de 5,9 mL/g de fibra, de retención de agua y de adsorción de grasas, presentando valores de 4,0 y 6,5 g/g de fibra, respectivamente. A continuación, se estudiaron las propiedades de tintas elaboradas con diferentes proporciones (del 2 al 8%) de fibra procedente de la pulpa de algarroba. La incorporación de fibra de algarroba provocó cambios significativos en las propiedades reológicas de las tintas, en particular en lo que respecta a la distribución de agua, donde se observó una pérdida de cohesión entre las moléculas de agua y los diferentes polisacáridos añadidos. Por otra parte, también se observó una disminución de la viscosidad a medida que el porcentaje de fibra añadida aumentó. Además, la impresibilidad se vio beneficiada cuando se utilizaron pequeñas proporciones de fibra añadida (< 4%), mientras que para porcentajes más elevados (> 4%) empeoró. También se llevó a cabo un estudio de las diferentes propiedades texturales, en particular la dureza, la adhesividad, la cohesividad y la gomosidad. En todos los parámetros se observaron efectos importantes provocados por la adición de fibra de algarroba, siendo las tintas elaboradas con un 3-4% de fibra las que presentaron los valores más adecuados de impresión. En resumen, este estudio demuestra el gran potencial de la fibra de algarroba para ser utilizada como ingrediente en la impresión de nuevos alimentos ricos en fibra alimentaria, lo cual puede contribuir de forma importante a la reducción del desperdicio de alimentos dentro del marco de la economía circular.

[eng] Currently, food waste by the agri-food industry represents a global problem that contributes not only to the loss of valuable nutrients but also to the increase in greenhouse gas emissions. In this context, the objective of this study was to characterize the dietary fibre derived from an agri-food byproduct such as carob pulp and evaluate its potential use in 3D printing of fibrerich foods. To this end, an extraction of the fibre present in carob pulp was performed, which accounted for nearly 45% of this byproduct. The content of cellulose, hemicelluloses, pectins, and lignin was also analyzed. Collectively, the polysaccharides accounted for more than 25% of carob pulp, with cellulose at 7.4%, hemicelluloses at 10.2%, and pectins at 13.9%. The functional properties related to these compounds were also determined, particularly the swelling capacity, which showed a value of 5.9 mL/g of fibre, as well as water retention and fat adsorption capacities with values of 4.0 and 6.5 g/g of fibre, respectively. Subsequently, the properties of inks made with different proportions (ranging from 2% to 8%) of carob pulp fibre were studied. The incorporation of carob fibre caused significant changes in the rheological properties of the inks, especially regarding water distribution, where a loss of cohesion between water molecules and the added polysaccharides was observed. Furthermore, viscosity decreased as the percentage of added fibre increased. Additionally, printability was enhanced when small proportions of added fibre (< 4%) were used, while it deteriorated for higher percentages (> 4%). A study of different textural properties, including hardness, adhesiveness, cohesiveness, and gumminess, was also conducted. All parameters showed significant effects caused by the addition of carob fibre, with inks containing 3-4% fibre exhibiting the most suitable printing values. In summary, this study demonstrates the great potential of carob fibre as an ingredient in the 3D printing of novel fibre-rich foods, which can significantly contribute to reducing food waste within the framework of the circular economy.